(57)【要約】    【課題】  本発明が解決しようとする課題は、レーダ画面上に警戒領域を設定し、その中にレーダエコーが存在すれば進入警報を発する港湾監視レーダ装置において、設定した警戒領域に進入しても問題のない船の進入を検知した場合には警報を発せず、監視員に余分な負担を掛けないことを可能にする港湾監視レーダ装置を提供することにある。    【解決手段】  この課題を解決するために、船舶から送信された船舶識別信号を受信して抽出した船舶の位置およびレーダの探知データから捕捉・追尾した物標の位置を表示し、設定した警戒領域内にレーダエコーが存在しても、その船の情報から、進入しても問題無い船と判断した場合には、警報を発しないように制御する。【選択図】  図２                                                        
2005055257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダの検知範囲内における警戒領域を設定する警戒領域設定手段と、
レーダ画像上に前記警戒領域を表示する表示手段と、
レーダ画像において、前記警戒領域内にエコーが存在するか否かを監視し、エコーが存在する場合には警報を発する監視手段と、
他船の少なくとも位置の情報を含む他船情報を検知する検知手段と、
該検知手段により検知された他船情報が、予め設定した条件に合致するかどうかを判定する判定手段と、
前記判定手段で合致すると判定したとき、前記監視手段が警報を発しないように制御する制御手段と、
を備えた港湾監視レーダ装置。
【請求項２】
前記検知手段により検知された他船情報から警報解除領域を設定する警報解除領域設定手段を設け、
前記制御手段は、前記警戒領域設定手段で設定した警戒領域より内側で、前記警報解除領域設定手段で設定した警報解除領域より内側にエコーを発見した場合には警報を発しないように制御することを特徴とする請求項１記載の港湾監視レーダ装置。
【請求項３】
前記検知手段は、他船から送信された通信データを受信する手段を含む請求項１または２に記載の港湾監視レーダ装置。
【請求項４】
前記通信データは、他船の船舶自動識別装置（ＡＩＳ）から送信された通信データであることを特徴とする請求項３記載の港湾監視レーダ装置。
【請求項５】
前記検知手段は、港湾監視レーダ装置設置位置の周囲を探知するレーダからの探知信号から物標を捕捉・追尾し、物標の速度や進路等の情報を得る装置を含む請求項１または２に記載の港湾監視レーダ装置。
【請求項６】
前記検知手段は、港湾監視レーダ装置設置位置の周囲を探知するレーダからの信号を基に検知する自動衝突予防援助装置（ＡＲＰＡ）を含む請求項１または２に記載の港湾監視レーダ装置。
【請求項７】
陸上に設置されることを特徴とする請求項１〜６記載の港湾監視レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶から送信された船舶識別信号を受信して抽出した船舶の位置およびレーダの探知データから捕捉・追尾した物標の位置をグラフィック表示し、特に設定した警戒領域内にレーダエコーが存在すれば進入警報を発する港湾監視レーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、探知装置、たとえばレーダにおいては、他船が航行の危険領域に進入した場合に、その進入により危険が発生する恐れがあることを知らせる警報装置が多用される傾向にある。
【０００３】
この種の装置は、種々の方式のものが提案されているが、実施が比較的容易で、かつ実用性に高い方式として、表示画面上に特定の領域を設定してこの設定した領域内に他船が進入した場合に警報を発する装置が提案されている。
【０００４】
上記のレーダ等から得られる情報は、表示画面中心を中心としてスパイラル状に表示する、いわゆるＰＰＩ表示が通常行われているので、この表示形態に合わせて、設定領域の表示においても、扇形の領域を指定する方式が採用されている。
【０００５】
この扇形の領域を設定するにあたっては、扇形の各頂点の座標位置を決定する必要があるが、本願出願人の従来の出願によれば、パラメータとして２つの座標位置のデータを設定するだけで、領域マーカの表示位置および領域の大きさを設定することができる。つまり、２つの座標位置のパラメータを指定するだけで、扇形の領域マーカが表示されるので、極めて簡単に領域設定を行うことができる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２６４６１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のレーダ装置には、前述のように、レーダ画面上に多角形や円形・扇形の警戒領域を設定し、その中にレーダエコーが存在すれば進入警報を発する機能がある（図４）。
【０００７】
警報を発する目的として、安全な航行のため、自船に接近する船舶に対して警報を発する場合もあるが、それ以外に、近年頻繁に発生する密漁船等の進入を警戒することもある。
【０００８】
ところが、上記の構成によれば、設定した警戒領域に進入しても問題のない船（密漁船でない船舶）であっても、進入を検知すれば警報を発しており、その度に監視員に余分な負担を掛けていた。
【０００９】
この発明の目的は、船舶から送信された船舶識別信号を受信して抽出した船舶の位置およびレーダの探知データから捕捉・追尾した物標の位置を表示し、設定した警戒領域内にレーダエコーが存在しても、その船の情報から、進入しても問題無い船と判断した場合には、警報を発しない港湾監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明による港湾監視レーダ装置は、レーダの検知範囲内における警戒領域を設定する警戒領域設定手段と、レーダ画像上に前記警戒領域を表示する表示手段と、レーダ画像において、前記警戒領域内にエコーが存在するか否かを監視し、エコーが存在する場合には警報を発する監視手段と、他船の少なくとも位置の情報を含む他船情報を検知する検知手段と、該検知手段により検知された他船情報が、予め設定した条件に合致するかどうかを判定する判定手段と、前記判定手段で合致すると判定したとき、前記監視手段が警報を発しないように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、この発明による港湾監視レーダ装置は、前記検知手段により検知された他船情報から警報解除領域を設定する警報解除領域設定手段を設け、前記制御手段は、前記警戒領域設定手段で設定した警戒領域より内側で、前記警報解除領域設定手段で設定した警報解除領域より内側にエコーを発見した場合には警報を発しないように制御することを特徴とする。
【００１２】
また、この発明による港湾監視レーダ装置の前記検知手段は、他船から送信された通信データを受信する手段を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、この発明による港湾監視レーダ装置の前記通信データは、他船の船舶自動識別装置（ＡＩＳ）から送信された通信データであることを特徴とする。
【００１４】
また、この発明による港湾監視レーダ装置の前記検知手段は、港湾監視レーダ装置設置位置の周囲を探知するレーダからの探知信号から物標を捕捉・追尾し、物標の速度や進路等の情報を得る装置を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、この発明による港湾監視レーダ装置の前記検知手段は、港湾監視レーダ装置設置位置の周囲を探知するレーダからの信号を基に検知する自動衝突予防援助装置（ＡＲＰＡ）を含むことを特徴とする。
【００１６】
またこの発明による港湾監視レーダ装置は、陸上に設置されることを特徴とする。
【００１７】
以上の構成により、船舶から送信された船舶識別信号を受信して抽出した船舶の位置およびレーダの探知データから捕捉・追尾した物標の位置を表示し、設定した警戒領域内にレーダエコーが存在しても、その船の情報から、進入しても問題無い船と判断した場合には、警報を発しない港湾監視レーダ装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１８】
従来のレーダ装置では、設定した警戒領域に進入しても問題のない船であっても、進入を検知すれば警報を発しており、監視員に余分な負担を掛けていた。
【００１９】
この発明の港湾監視レーダ装置を用いれば、船舶から送信された船舶識別信号を受信して抽出した船舶の位置およびレーダの探知データから捕捉・追尾した物標の位置を表示し、設定した警戒領域内にレーダエコーが存在しても、その船の情報から、進入しても問題無い船と判断した場合には、警報を発しないので、監視員への余分な負担が軽減され、より安全な港湾監視を実現できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の港湾監視レーダ装置の構成について、図１を用いて詳細に説明する。
【００２１】
１１は水平面内に周回するアンテナおよびそのアンテナを用いてパルス電波の送受波を行う送受信部を備えているレーダ空中線部、１２はＣＲＴ、液晶等の表示部を備えていてレーダ画像を表示するレーダ指示部（警戒領域設定等の操作部を含む）であり、空中線部１１と指示部１２の間には、エコーのビデオ信号を伝送するための同軸ケーブル、指示部側から空中線部側を制御するための制御信号を伝送する線路および空中線部に対して電源供給を行う線路などが設けられている。送信状態にすると、レーダ指示部１２はレーダ空中線部１１に対して送信パルスを出力して動作を開始する。レーダ空中線部１１は、レーダ指示部１２から指示された所定の回転角速度で空中線を回転させがら、所定の間隔で指示部１２のタイミング生成部から入力される送信トリガに応じてパルス波を探査エリアに向けて輻射し、その反射エコーを受信する。レーダ空中線部１１はレーダ指示部１２へエコー信号を入力するほか、空中線が船首線方向を向いたときに発生するヘディングパルス（船首線信号）、空中線が一定角度回転するごとに出力されるベアリングパルス（空中線回転信号）が入力される。
【００２２】
１３は警報用制御部であり、例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）等を用い、レーダ指示部１２とは専用ケーブル、あるいはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）で接続されている。警報用制御部１３は、レーダ指示部からレーダ映像を、Ｒ−θ、もしくはＸ−Ｙ座標で読み込み、レーダ指示部と同じ画像を表示することも可能である上、レーダ指示部へレンジ変更等の制御信号を出すことも可能である。
【００２３】
１４は衝突予防、人命安全という観点からシステム化されている船舶自動識別装置（ＡＩＳ：Universal Shipborne Automatic Identification System ）（以下ＡＩＳと言う。）であり、２００２年から大型船への搭載が義務化されている。このＡＩＳは、船舶（自船）の位置、速度、針路などの動的情報と、喫水、積み荷、目的地などの静的情報を含む船舶識別信号を周囲に定期的に送信する機能と、この他船からの船舶識別信号を受信して必要な情報を抽出する機能を備えている。
【００２４】
レーダ指示部１２あるいは警報用制御部１３には、従来よりレーダを用いて他船等との衝突を予防することを目的として、大型船への搭載が義務化されている自動衝突予防援助装置（ＡＲＰＡ：Automatic Radar Plotting Aid）（以下、ＡＲＰＡという。）が搭載されている。このＡＲＰＡは、レーダの探知データを演算処理して、物標の位置を捕捉し、捕捉した物標のうち、利用者が指定した物標の位置を自動追尾する装置である。また、このＡＲＰＡは、追尾中の物標について、衝突の危険の度合いを計算して、それらを分かりやすい形で表示するとともに、危険な状態となった時に、それを警報し、且つ、その危険な状態を避ける操船方法を試行することのできる機能を備えている。
【００２５】
具体的には、レーダの探知データから物標の位置を検出し、自船（陸上に港湾監視レーダ装置が設置される場合には、その設置位置）に対する相対運動量（相対速度）を相対位置変化から演算により求め、その相対運動量と自船の速度ベクトル（陸上に設置される場合には０）とによって物標の真運動（２次元の真速度）を算出するように構成されている。通常、ＡＲＰＡの表示は、レーダ画像に上記抽出した物標の推定位置および推定運動量を表すマークを表示することによって行われている。
【００２６】
そして１６は方位センサ、１７は位置センサであり、例えば陸上に設置される港湾監視レーダ装置の正確な位置を知ることができる。これら方位センサ１６と位置センサ１７から得る港湾監視レーダ装置の位置情報と方位情報を考慮し、その映像上に警戒領域３と警報解除領域８を確定し、その範囲内のレーダエコーの有無を調べ、警戒領域３の警報解除領域８以外にエコーがあれば、警報を発する（図２）。
【００２７】
尚、港湾監視レーダ装置が陸上に設置される場合、位置および方位は一定であり、位置および方位センサは、設置開始時点以外は不要である。図１で示した位置および方位センサは、必ずしも必要ではない。
【００２８】
図２は、本発明の港湾監視レーダ装置を用いて、港湾を監視しているときの、レーダ指示部あるいは警報用制御部上に表示される監視図を示したものである。
【００２９】
図２において、１は港湾監視レーダ装置設置位置（陸上）、２は海岸線、３は、レーダ指示部１２あるいは警報用制御部１３で設定される警戒領域、４は船舶（の実際の大きさ）、５は船舶４上のＧＰＳアンテナ位置、６は船舶４の船首方位、７は船舶４の実際のレーダエコー、８は警報解除領域を表わしている。
【００３０】
レーダのビームには拡がりがあり、さらに距離方向のパルス幅の大きさにより、実際の船舶とレーダエコーが完全には一致せず、実際の船舶より大きな形状のレーダエコー（図２の７で示すレーダエコー）が映ることがあるため、ＡＩＳ情報に対応する船舶の警報解除領域を決定する場合は、対象となる船舶（図２の４で示される点線の五角形）より大きいレーダエコー（図２の斜線部７）を考慮して、それよりもさらに大きい範囲で対象船舶の警報解除領域を決定する必要がある（図２の８）。
【００３１】
これら港湾監視レーダ装置に搭載されたＡＩＳ（もしくはその類似装置）またはＡＲＰＡ（もしくはその類似装置）を用いて、進入した船が問題のない船（警報を鳴らす必要のない船）かどうかを自動的に見分ける方法を、以下に説明する。
【００３２】
１）ＡＩＳ（もしくはその類似装置）による場合
ＡＩＳを使って船から送られてくる位置と船名（船名でなくても、呼出符号や船種、トン数も利用可能。密漁を警戒する目的の場合、例えば船種がタンカーであれば、監視対象とは考えられないため）を使用する。あらかじめ船名と警報対象船かどうかの対応表を記憶部に記憶しておく。
【００３３】
ＡＩＳからは、静的データ（海上移動業務識別［ＭＭＳＩ］番号、ＩＭＯ番号、呼出符号と船名、船体長と横幅、船舶のタイプ、測位装置のアンテナ位置）および動的データ（自船位置と精度、ＵＴＣ［世界協定時刻］、進路、対地速度、船首方位、航海状態［手動入力］、回頭角速度等）を得ることができるので、例えば、図２の警戒領域３に、ある船舶が進入してきた場合、その船舶のＡＩＳ最新データから、その位置、形状、向きが、図２の４で示される点線の五角形となる。これらの情報と、レーダのビームの拡がり、パルス幅、方位誤差等の情報を加えて、図２の斜線部７で示すレーダエコーを考慮して、図２の８で示す警報解除領域を演算し、その船舶が警報対象船でない場合には、警報解除領域８が警戒領域３の内部に存在しても、それを警報の対象から外すようにする。
【００３４】
なお、ここではＡＩＳを用いて動作を説明したが、他船から送信された位置、船速、進路、船名等の通信データを受信する手段を備えた類似装置を用いても構わない。
【００３５】
２）ＡＲＰＡ（もしくはその類似装置）による場合
目視、無線等により、ある船舶の位置と船名や船種が判った場合、その位置から追尾番号付で自動追尾する。追尾番号と警報対象船かどうかの対応表は、あらかじめ記憶部に記憶させておくだけでよい。
【００３６】
ＡＲＰＡからは、対象となる船舶の位置、船速、針路、エコーの大きさ（ΔＲ、Δθ）のデータを得ることができるので、ＡＩＳのときと同様に、これらの情報と、レーダのビームの拡がり、パルス幅、方位誤差等の情報を加えて、図２の斜線部７で示すレーダエコーを演算し、その中にレーダエコーが存在しても、図２の斜線部７で示すレーダエコーを考慮して、図２の８で示す警報解除領域を演算し、その船舶が警報対象船でない場合には、警報解除領域８が警戒領域３の内部に存在しても、それを警報の対象から外すようにする。
【００３７】
ＡＲＰＡによる追尾は、レーダ画面上に船舶が出現したときから開始してもいいし、その船舶が、警戒領域３に進入したのを確認してから追尾番号を付けてもいい。後者の場合は、追尾番号を付け、追尾を開始したときにＡＩＳ最新データを得て、予めＰＣ等に記憶しているデータと照らし合わせ、警報を鳴らすべき船舶であれば警報を発する。
【００３８】
進入しても問題のない船と判断した場合には、警戒領域３内で、８で示す警報解除領域のみを除外することになる。
【００３９】
なお、ここではＡＲＰＡを用いて動作を説明したが、港湾監視レーダ装置設置位置の周囲を探知するレーダからの探知信号から物標を捕捉・追尾し、物標の速度や進路等の情報を得る装置を用いても構わない。
【００４０】
また、いずれの場合にも、わざわざ８で示す警報解除領域を決めるのは、監視対象とはならない船舶であっても、ＡＩＳで得たその船舶の形状情報よりもレーダエコーは大きくなってしまい、警報が鳴ってしまうからである。
【００４１】
さらには、例えばタンカーのような大型船舶の場合、ＧＰＳアンテナが略中央に位置するため、ＡＩＳやＡＲＰＡ等の検知手段で得た位置情報が警戒領域３の外であっても、船首あるいは船尾が警戒領域３の中に入ってしまう場合があり、８で示す警報解除領域を決めなければ警報が鳴ってしまうからである。
【００４２】
図３は、本発明を用いた港湾監視レーダ装置の、動作を示すフローチャートである。
【００４３】
Ｓ４１で、警報対象船かどうかの対応表をＰＣ等の記憶装置に記憶する。このときの情報として、例えば船名や船種を入力する。Ｓ４２で、レーダ指示部１２あるいは警報用制御部１３を用いて、警戒領域を設定する。Ｓ４３で、港湾監視を開始する。Ｓ４４では、捕捉すべき物標があるかどうかを判断しており、もしない場合には、つまりＡＩＳを用いる場合はそのままＳ４６に進んで各種データを入手し、捕捉すべき物標がある場合、すなわちＡＲＰＡを用いる場合は、物標を捕捉し、さらに警報を鳴らすべき対象の船舶かどうかを判別して、追尾番号を付加（Ｓ４５）した上で、Ｓ４６に進んで各種データ（ＡＩＳの場合は、前述の静的・動的データ：ＡＲＰＡの場合は、位置、船速、針路、エコーの大きさ（ΔＲ、Δθ）のデータ）を入手する。なお、Ｓ４４で捕捉すべき物標があるかどうかを判断するのは、手動でも自動でも構わない。Ｓ４７では、警報対象外の船のＡＩＳおよび追尾物標の警報解除領域を定めている。そしてＳ４８において、レーダ上の船舶が警戒領域内かつ警報解除領域外にあるかどうかを判別し、ある場合には警報を発生する。
【００４４】
なお、ここでいう警報とは、警告音を発する場合もあるし、画面を点滅させるなど、視覚に訴える警報でも構わない。
【００４５】
また、ＡＩＳを搭載していない、あるいはＡＲＰＡで追尾していない船舶の場合が警戒領域３に進入してきた場合には、無条件で警報を発する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の港湾監視レーダ装置の構成を示す図
【図２】本発明の港湾監視レーダ装置の表示画面例
【図３】本発明の港湾監視レーダ装置を用いて監視を行うフローチャート
【図４】従来のレーダ装置における警戒領域設定原理に関する図
【符号の説明】
【００４７】
１−港湾監視レーダ設置位置
２−海岸線
３−警戒領域
４−船舶
５−ＧＰＳアンテナ位置
６−船首方位
７−レーダエコー
８−警報解除領域
【図１】
2005055257.tif 000003
【図２】
2005055257.tif 000004
【図３】
2005055257.tif 000005
【図４】
2005055257.tif 000006